JP2905821B2

JP2905821B2 - 内燃機関のアイドル回転数制御装置

Info

Publication number: JP2905821B2
Application number: JP26261490A
Authority: JP
Inventors: 慎之介芥川
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 1990-09-29
Filing date: 1990-09-29
Publication date: 1999-06-14
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JPH04140441A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明の内燃機関のアイドル回転数制御装置に係
り、特に内燃機関の始動開始後に電磁弁の作動範囲を制
限することによって機関回転数が急激に変化するのを防
止し得る内燃機関のアイドル回転数制御装置に関する。

［従来の技術］内燃機関においては、排ガス浄化や燃料消費量の低減
などのためにアイドル回転数を低く設定している場合が
ある。このようにアイドル回転数が低いと、軽度の負荷
の増加によって機関回転数が低下し、機関不調を招く不
都合があった。例えばねヘッドライト等の点灯による電
気負荷の増加で機関回転数が低下し、機関の不調を招い
た。あるいは、寒冷時にヒータを使用すべく機関冷却水
を熱交換器に循環させると、機関回転数が低いため暖機
運転が不十分になるという問題点があった。

そこで、このような問題点を解消するために、前記の
ような電気負荷が加わった場合等に、機関回転数の変動
を抑えて一定に保持するよう制御する内燃機関のアイド
ル回転数制御装置が提案されている。

この内燃機関のアイドル回転数制御装置は、一般に、
吸気通路の絞り弁を迂回するバイパス通路を設け、この
バイパス通路の途中に電磁弁であるISC弁（アイドルス
ピードコントロールバルブ）を設け、このISC弁をアイ
ドリング運転状態に応じたデューティ比によってデュー
ティ制御することにより、バイパス通路の空気量を増減
してアイドル運転状態の機関回転数を制御するものであ
る。

また、このように、アイドル回転数制御装置にあって
は、電源電圧の変動に起因するISC弁の有効作動時間の
変動を補正するために、電源電圧が基準電圧よりも低く
なった場合に基準電圧時のデューティ比よりも大きなデ
ューティ比でISC弁を作動させる一方、電源電圧が基準
電圧よりも高くなった場合には基準電圧時のデューティ
比よりも小さなデューティ比でISC弁を作動させ、基準
電圧時と同じ有効作動時間になるように補正、所謂電源
電圧補正をしている。

また、アイドル回転数制御装置としては、例えば、特
開平１−219335号公報、特開平１−277650号公報に開示
されている。特開平１−219335号公報に記載のものは、
電気負荷によってバッテリ電圧が変化した際に電磁弁の
デューティ比を大きくしてバイパス通路の空気量を制御
している。また、特開平１−277650号公報に記載のもの
は、電気負荷が急増した際に生ずる発電機内のフィール
ド電流の増加を検知して、内燃機関への空気量を増加さ
せるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、内燃機関の始動開始後等において、機関回
転数の変化や電源電圧の変化の急激な場合に、単に電気
負荷等に応じて電源電圧補正を過大にしてしまうと、特
に、内燃機関の不安定な運転状態にあっては、内燃機関
の運転状態が急激に悪化するという不都合があった。

また、内燃機関のクランキング運転中等において、内
燃機関の運転が不安定な状態におけるスロットル開度の
大きな変化は、内燃機関に不利となり、内燃機関が電気
的な制御のように早く反応せず、内燃機関には、安定す
るまで時間遅れが生じ、電源電圧補正が逆のタイミング
となってしまい、かえって逆効果になるという不都合が
あった。

即ち、第４図に示す如く、イグニションスイッチをオ
ン（Ｘ位置）にしてから第１の所定時間（Ｘ位置からＹ
位置までの時間）ａは、バッテリ状態（保冷されてい
る、満充電、E.T.C）によって初期電圧が異なってい
る。

第１の所定時間ａの経過時スタータをオン（Ｙ位置）
とし、第２の所定時間ｂ（Ｙ位置からＺ位置までの時
間）だけクランキング状態にすると、スタータのオン時
のセルフスターティングモータへの起動電流が大きくな
り、時間的に電圧低下を招き、その後、回転抵抗の低下
とともに電圧が回復する（実線で示す）。ところで、ス
タータがオンとなって、直ぐに完爆状態になった場合
は、破線の如き電圧が直ぐに回復するものである。

更に、スタータをオフにした第３の所定時間ｃ（Ｚ位
置以降）においては、スタータへの電流が切れ、且つ内
燃機関の発電により、電圧は基準電圧まで上昇する。

前記第２の所定時間ｂにおいては、クランキング時間
や内燃機関のソーク条件、始動性等により、電圧の変化
は常に一定のパターンにはならないものである。

そして、常時、電源電圧補正をかけるシステムにあっ
ては、このように激しく電圧変化が起きれば、その電圧
変化に対して、そのまま補正をかけてしまうものであ
る。

この結果、第２の所定時間ｂのクランキング中に電圧
が低下すると、補正量が大きい状態で内燃機関が完爆し
た直後に急激に電圧が上がり、補正量を瞬時に小くした
場合に、エンジンストール等が発生するという不都合が
あった。

［発明の目的］そこでこの発明の目的は、上述の不都合を除去すべ
く、内燃機関の始動開始時から内燃機関の始動時に機関
回転数が略安定するまで電磁弁の作動を制限することに
より、内燃機関の始動直後の電源電圧の急変に伴う電磁
弁の急激なデューティ変化を抑制し、機関回転数を安定
させ、エンジンストール等の発生を未然に防止し得る内
燃機関のアイドル回転数制御装置を実現するにある。

［問題点を解決するための手段］この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関吸気
通路の吸気絞り弁を迂回するバイパス通路を設け、この
バイパス通路途中にデューティ制御されて該バイパス通
路を開閉する電磁弁を設け、この電磁弁を作動させて前
記バイパス通路の空気量を増減してアイドリング運転の
機関回転数を制御するとともに、電気負荷による電源電
圧の変化に応じて前記電磁弁のデューティ比を変更し電
源電圧の変化に拘わらず同じ有効作動時間にすべく該電
磁弁を作動制御することによって前記バイパス通路の空
気量を増減して機関回転数を制御する内燃機関のアイド
ル回転数制御装置において、イグニションスイッチのオ
ンからスタータスイッチのオンまでの間及び前記スター
タスイッチのオフ以降のアイドリング時には電源電圧の
変化に応じて前記電磁弁のデューティ比を変更するとと
もに、前記スタータスイッチがオンの間では電源電圧の
変化又はこの電源電圧の変化に起因する前記電磁弁のデ
ューティ比の変更に上限値と下限値との限界値を設け、
前記電磁弁のデューティ比が前記限界値を超える変化が
ある場合にはデューティ比を前記限界値に保持して前記
電磁弁を作動制御する制御手段を設けたことを特徴とす
る。

［作用］この発明の構成によれば、イグニションスイッチのオ
ンからスタータスイッチのオンまでの間及びスタータス
イッチのオフ以降のアイドリング時には電源電圧の変化
に応じて電磁弁のデューティ比を変更するとともに、ス
タータスイッチがオンの間では電源電圧の変化又はこの
電源電圧の変化に起因する電磁弁のデューティ比の変更
に上限値と下限値との限界値を設け、電磁弁のデューテ
ィ比が限界値を超える変化がある場合にはデューティ比
を限界値に保持して電磁弁を作動制御する。これによ
り、内燃機関の始動後において、内燃機関の運転状態が
不安定の場合に電源電圧が大きく変化した場合にでも電
磁弁の急激な作動を抑制し、機関回転数の上昇を安定さ
せ、エンジンストール等の発生を効果的に防止すること
ができる。

［実施例］以下図面に基づいてこの発明の実施例を詳細且つ具体
的に説明する。

第１〜３図は、この発明の実施例を示すものである。
図において、２はアイドル回転数制御装置、４は内燃機
関、６はシリンダブロック、８はシリンダヘッド、10は
吸気管、12は管吸気通路、14はスロットルボディ、16は
ボディ吸気通路、18はサージタンク、20はタンク室、22
は吸気絞り弁、24は吸気マニホルド、26はマニホルド吸
気通路、30は吸気弁、32は燃焼室、34はピストン、36は
排気弁、38は排気マニホルド、40はマニホルド排気通路
である。

前記吸気マニホルド24には、燃焼室32側に燃料を噴射
する燃料噴射弁42が取付けられている。

また、前記吸気絞り弁22の開度（スロットル開度）状
態を検出し、アイドリング運転状態を検知するスロット
ルセンサ44が設けられている。

前記吸気絞り弁22を迂回すべく、バイパス通路46が設
けられる。このバイパス通路46は、一端部46aが吸気絞
り弁22上流側のボディ吸気通路16に開口するとともに、
他端部46bがタンク室20に開口して設けられている。

このバイパス通路46途中には、電磁弁であるISC弁
（アイドルスピードコントロールバルブ）48が介設され
る。

このISC弁48は、制御手段50によってデューティ制御
され、バイパス通路46の通路断面積を変えて吸気絞り弁
22を迂回して内燃機関４側に供給される空気量を調整す
るものである。

この制御手段50は、ISC弁48の他に、燃料噴射弁42と
スロットルセンサ44とディストリビュータ52とバッテリ
54とが連絡している。

更に、制御手段50には、イグニションスイッチ56が連
絡されているとともに、スタータスイッチ58を介してス
タータ60が連絡されている。

前記制御手段50は、ISC弁48をデューティ値によって
作動制御し、バイパス通路46の空気量を増減してアイド
リング運転時の機関回転数を制御する。

また、制御手段50は、電気負荷による電源電圧の変化
状態に応じてISC弁48のデューティ比を変更しISC弁48を
作動制御することによってバイパス通路46の空気量を増
減して機関回転数を制御するとともに、イグニションス
イッチ56のオンからスタータスイッチ58のオンまでの間
及びスタータスイッチ58のオフ以降のアイドリング時に
は電源電圧の変化に応じてISC弁48のデューティ比を変
更するとともに、スタータスイッチ58がオンの間では電
源電圧の変化又はこの電源電圧の変化に起因するISC弁4
8のデューティ比の変更に上限値V₁と下限値V₂との限界
値を設け、ISC弁48のデューティ比が限界値を超える変
化がある場合にはこの上限値V₁、下限値V₂に保持してIS
C弁48を作動制御するものである。

上述した上、下限値の設定は、例えば、ISC弁48の電
源電圧補正用のバッテリ電圧の読取値Ｖとする。

即ち、目標デューティ比:A（％）補正デューティ比:B（％）バッテリ基準電圧:Va（％）バッテリ電圧 :V（ｖ）とすると、補正デューティ比Ｂは、で算出される。

そして、第３図（ｂ）に示す如く、電源電圧補正用の
バッテリ電圧の読取値Ｖに対して上限値V₁と下限値V₂と
の限界値を設定し、Ｖ≧V₁の場合にＶ＝V₁にするとともに、Ｖ＜V₂の場合
にはＶ＝V₂としてISC弁48を作動させる。

ここで、V₁＞V₂である。

あるいはまた、上、下限値の設定は、例えば、ISC弁4
8の電源電圧補正値とする。

即ち、電源電圧補正値としての補正デューティ比Ｂに
対して上限値B₁と下限値B₂との限界値を設定し、Ｂ＞B₁の場合にＢ＝B₁とするとともに、Ｂ＜B₂の場合にはＢ＝B₂としてISC弁48を作動させ
る。

ここで、Ｂ＞B₂である。

これら、上限値V₁あるいはB₁及び下限値V₂あるいはB₂
の存在によって内燃機関４の始動直後において、電気負
荷が大きく変化した場合にでも、ISC弁48は、これら限
界値V₁、V₂あるいはB₁、B₂で作動制御されるものであ
る。

次に、この実施例の作用を、第２図のフローチャート
に基づいて説明する。

制御手段50のプログラムがスタート（ステップ102）
とすると、先ず、イグニションスイッチ56がオンか否か
を判断する（ステップ104）。

このステップ104においてNOの場合には、この判断状
態を継続する。

ステップ104においてYESの場合には、ISC弁48には始
動時におけるデューティに所定の電圧補正を加える（ス
トップ106）。そして、スタータスイッチ58がオンか否
かを判断する（ステップ108）。つまり、内燃機関４が
始動開始したか否かを判断する。

このステップ108において、NOの場合には、アイドリ
ング運転状態か否かを判断する（ステップ110）。

このステップ110においてNOの場合には、通常の機関
回転数制御を行う。

ステップ110においてYESの場合には、アイドルデュー
ティに電圧補正を加え（ステップ112）、そして、ステ
ップ108に戻す。この場合の電圧補正にあっては、限界
値のないものである。

一方、前記ステップ108においてYESの場合には、アイ
ドルデューティに、クランキングやクランキング後所定
時間の一定時間だけ電圧補正を加える。

この場合の電圧補正は、上述の如き、上限値V₁あるい
はB₁及び下限値V₂あるいはB₂によって制限される。

即ち、バッテリ電圧Ｖの制限においては、Ｖ＞V₁の場合にＶ＝V₁とする一方、Ｖ＜V₂の場合にはＶ＝V₂としてISC弁48を作動させ
る。

あるいは、補正デューティ比Ｂの制限においては、Ｂ
＞B₁の場合にＢ＝B₁とする一方、Ｂ＜B₂の場合にはＢ＝
B₂としてISC弁48を作動させる。

バッテリ電圧Ｖの制限につい詳述すれば、第３図
（ａ）に示す如く、従来において、バッテリ電圧Ｖがバ
ッテリ基準電圧Vaよりも低い場合に、バッテリ電圧Ｖで
ISC弁48が作動すると、このISC弁48がバイパス通路46を
十分に開くことができず、バイパス通路46の空気量を適
正に内燃機関４側に供給させることができなかった。

しかし、この実施例においては、第３図（ｂ）に示す
如く、バッテリ電圧Ｖ＞上限値V₁の場合に、Ｖ＝V₁にし
てISC弁48を作動させるとともに、バッテリ電圧Ｖ＜下
限値V₂の場合にＶ＝V₂にしてISC弁48を作動させること
ができる。

従って、内燃機関４のクランキング中や、クランキン
グ後でも機関回転数が安定するまでの一定時間は、ISC
弁48の作動に上、下限値V₁、V₂（あるいはB₁、B₂）が設
定されているので、バッテリ電圧Ｖが大きく変化し、且
つ機関回転数が安定していない状態でのISC弁48のデュ
ーティ比の変化を最小限に抑えることができるので、内
燃機関４の始動後、安定した機関回転数の上昇を図るこ
とができ、また、内燃機関４が不安定な状態でのISC弁4
8の開度変化が制限されるので、機関回転数の大きな変
動や、エンジンストール等の発生を防止することができ
る。

なお、上述の実施例においては、バッテリ電圧の読取
値の限界値と電源電圧補正値の限界値とを単独で使用し
たが、バッテリ電圧の読取値の限界値と電源電圧補正値
の限界値とを併用することも可能である。

［発明の効果］以上詳細な説明から明らかなようにこの発明によれ
ば、イグニションスイッチのオンからスタータスイッチ
のオンまでの間及びスタータスイッチのオフ以降のアイ
ドリング時には電源電圧の変化に応じて電磁弁のデュー
ティ比を変更するとともに、スタータスイッチがオンの
間では電源電圧の変化又はこの電源電圧の変化に起因す
る電磁弁のデューティ比の変更に上限値と下限値との限
界値を設け、電磁弁のデューティ比が限界値を超える変
化がある場合にはデューティ比を限界値に保持して電磁
弁を作動制御する制御手段を設けたことにより、内燃機
関の始動直後の電源電圧の急変に伴う電磁弁の急激なデ
ューティ変化を防止し、機関回転数を安定させ、エンジ
ンストール等の発生を防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図はこの発明の実施例を示し、第１図はアイド
ル回転数制御装置のシステム構成図、第２図はこの実施
例の作用を説明するフローチャート、第３図（ａ）はバ
ッテリ電圧がバッテリ基準電圧よりも低い場合の説明
図、第３図（ｂ）はバッテリ電圧に上限値、下限値を設
定した場合の説明図である。第４図は従来における内燃機関始動後のバッテリ電圧の
変化状態を示す線図である。図において、２とアイドル回転数制御装置、４は内燃機
関、22は吸気絞り弁、46はバイパス通路、48はISC弁、5
0は制御手段、56はイグニションスイッチ、そして58は
スタータスイッチである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関吸気通路の吸気絞り弁を迂回する
バイパス通路を設け、このバイパス通路途中にデューテ
ィ制御されて該バイパス通路を開閉する電磁弁を設け、
この電磁弁を作動させて前記バイパス通路の空気量を増
減してアイドリング運転の機関回転数を制御するととも
に、電気負荷による電源電圧の変化に応じて前記電磁弁
のデューティ比を変更し電源電圧の変化に拘わらず同じ
有効作動時間にすべく該電磁弁を作動制御することによ
って前記バイパス通路の空気量を増減して機関回転数を
制御する内燃機関のアイドル回転数制御装置において、
イグニションスイッチのオンからスタータスイッチのオ
ンまでの間及び前記スタータスイッチのオフ以降のアイ
ドリング時には電源電圧の変化に応じて前記電磁弁のデ
ューティ比を変更するとともに、前記スタータスイッチ
がオンの間では電源電圧の変化又はこの電源電圧の変化
に起因する前記電磁弁のデューティ比の変更に上限値と
下限値との限界値を設け、前記電磁弁のデューティ比が
前記限界値を超える変化がある場合にはデューティ比を
前記限界値に保持して前記電磁弁を作動制御する制御手
段を設けたことを特徴とする内燃機関のアイドル回転数
制御装置。